Rational design of microbial community mixtures for biogas production

沼气生产微生物群落混合物的合理设计

基本信息

  • 批准号:
    BB/T002522/1
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 57.56万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    英国
  • 项目类别:
    Research Grant
  • 财政年份:
    2020
  • 资助国家:
    英国
  • 起止时间:
    2020 至 无数据
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Microbial communities play key roles in biotechnologies such as Anaerobic digestion (AD). AD is becoming an increasingly widespread technology for the production of biogas and the management of human and agricultural waste, estimated to contribute up to 7.5% of UK renewable energy supplies by 2020. Despite a good understanding of how performance can be enhanced by the physical engineering of AD reactors and the addition of specific nutrients, much less is known about the powerhouse of ADs - the microbial community itself - and how this can be manipulated to increase the efficiency of biogas production.We have recently shown that biogas production during AD can be enhanced simply by mixing multiple microbial communities together, resulting in increased gas yields in the order of 10%. Here, we propose to greatly refine this process by identifying particularly productive community combinations, on the basis of where the communities were originally isolated from and a "metabolic fingerprint" showing what the community is consuming and producing. We will determine how the approach can be applied to real-word settings by identifying optimal conditions for the invasion of failing reactors. Finally, we will test the approach in a controlled industrial trial involving 12 AD reactors, half of which will be invaded with while the other half will be left as controls.The work, conducted by experts at the Universities of Exeter and York, will have the financial and logistical support of Amur Energy - a leading AD consultant in the UK. Their unrivalled access to the UK's AD community and their extensive fleet of agricultural lorries operated by their parent company, AB Agri, make the approach both commercially viable and of huge environmental benefit. In addition to the clear benefits for biogas production and waste management, the work will greatly improve our understanding of the consequences of community mixing (a process that occurs all the time in nature) in general, and have potential to improve the efficiency of other processes involving microbial communities, such as sewage treatment and the detoxification of contaminated water and soil.
微生物群落在诸如厌氧消化(AD)之类的生物技术中起关键作用。 AD正在成为生产沼气和人类和农业废物的管理越来越广泛的技术,据估计,到2020年,英国可再生能源供应量高达7.5%。对良好的良好了解可以通过对广告反应堆的物理工程来增强性能的良好理解,而通过对特定营养的添加以及对ADS的启示,并且对AD型群体的增加 - 以及对AD型的效果 - 以及对AD型的效果 - 以及对良好的效果 - 以及对良好的效果 - 以及对良好的效果 - 以及对良好的效果 - 以及对良好的效果 - 以及对良好的启示 - 以及对良好的启示 - 以及对良好的启示,并且是对良好的效果。生产。我们最近表明,仅通过将多个微生物群落混合在一起,可以增强AD期间的沼气产量,从而导致10%的气体产量增加。在这里,我们建议通过确定特别是社区最初与社区隔离的地方以及“代谢指纹”来大大完善这一过程,并显示社区正在消费和生产的东西。我们将通过识别侵袭故障反应堆的最佳条件来确定该方法如何应用于现实设置。最后,我们将在一项涉及12个AD反应堆的对照工业试验中测试该方法,其中一半将被入侵,而另一半将作为控制。这项工作由埃克塞特大学和约克大学的专家进行的工作将获得Amur Energy的财务和后勤支持 - 英国领先的广告顾问。他们无法获得英国广告界的无与伦比的机会,以及由母公司AB Agri运营的大量农业卡车舰队,使该方法在商业上可行,并且具有巨大的环境利益。除了对沼气生产和废物管理带来明显的好处外,这项工作将大大提高我们对社区混合的后果的理解(通常在自然界中发生的过程),并有可能提高涉及微生物群落的其他过程的效率,例如污水处理和污染水和土壤的解毒。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
The ecology of scale: impact of volume on coalescence and function in methanogenic communities.
  • DOI:
    10.1098/rsfs.2022.0089
  • 发表时间:
    2023-08-06
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.4
  • 作者:
  • 通讯作者:
The impact of propagule pressure on whole community invasions in biomethane-producing communities.
  • DOI:
    10.1016/j.isci.2021.102659
  • 发表时间:
    2021-06-25
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5.8
  • 作者:
    Sierocinski P;Soria Pascual J;Padfield D;Salter M;Buckling A
  • 通讯作者:
    Buckling A
Code used in analyses and results of adonis PERMANOVA from The ecology of scale: impact of volume on coalescence and function in methanogenic communities
Adonis PERMANOVA 的分析和结果中使用的代码,来自《规模生态学:体积对产甲烷群落的聚结和功能的影响》
  • DOI:
    10.6084/m9.figshare.22644534
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Sierocinski P
  • 通讯作者:
    Sierocinski P
Individual bacteria in structured environments rely on phenotypic resistance to phage.
  • DOI:
    10.1371/journal.pbio.3001406
  • 发表时间:
    2021-10
  • 期刊:
  • 影响因子:
    9.8
  • 作者:
    Attrill EL;Claydon R;Łapińska U;Recker M;Meaden S;Brown AT;Westra ER;Harding SV;Pagliara S
  • 通讯作者:
    Pagliara S
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